浅析数控技术在模具制造中的应用

国际金属加工网 2017年10月10日

目前我国模具制造对数控技术的要求和市场对数控技术的需求,着重分析了数控技术在模具制造过程中的应用情况,并详细论述了在模具制造中应用数控加工技术的作用。

引言

模具作为制造业中一种常用且重要的加工设备,具有较高的利用价值,一般由模具加工制造得到的产品价值往往是模具本身的很多倍。模具行业的发展依赖于科学技术的发展。随着计算机数控技术的不断发展,数字信息化技术已日渐成为模具制造业实现智能化、自动化、集成化和规模化的关键技术。所以,数控技术是提高产品质量和生产效率不可或缺的方法,本文将对数控技术在模具制造过程中发挥的重要作用进行阐述。

1、数控技术应用于模具制造可满足高精度制造和复杂形状变化的要求

大部分模具的完成一般要通过铣削车削、磨削等机械加工方法来实现,这些均属于模具加工的传统机械加工工艺。近年来,随着数字信息化技术和数控机床技术的不断发展,自动化数控机床,如数控铣床、数控电加工成型机床、数控线切割机床和精密加工中心等,被大量引进到模具制造行业中,大大解决了型腔模具对大量空间曲面的要求问题,同时也扩大了模具加工材料的范围,难加工的材料、形状复杂质地薄脆的材料以及贵重金属材料的模具加工都可以通过数控电加工机床完成,这就满足了加工的需要和对加工精度的要求。近年来,通过对数控机床的运用,数控技术的优点显而易见:普通数控机床的加工精度已经由10μm提高到了5μm,精密级加工中心的加工精度从3~5μm提高到了1~1.5μm,超精密加工精度在数控技术不断提高和完善的条件下已经进入纳米级,这些精度都是传统加工机床和传统加工工艺无法达到的。而且数控技术对模具复杂形状的模拟和精密计算,也使得模具复杂形状的加工成为可能。随着数控技术和数控机床的不断发展,高精度的数控机床数量会不断增加,能够更大程度地满足模具制造过程中对高精度制造和复杂形状变化的要求。

2、数控加工能够进行高速切削,大幅提高生产效率和产品竞争力

随着经济的迅猛发展,如何能够有效融入市场经济大潮,关键就是要合理地解决生产效益和产品竞争力的问题。生产周期的长短、产品的质量和成本最终决定了产品的竞争力。同理,在模具制造行业中,新产品的开发、研制及生产都要围绕提高生产效率和缩短生产周期2个方面来进行,在较短的时间内投放高质量的产品才能使企业最终立于不败之地。数控加工技术中的高速切削技术是一个重要的数控加工技术,高速切削技术一般具有工件温升低、加工平稳、加工质量好、可加工硬质材料和加工效率高等特点,特别是加工效率,一般可达到传统铣削加工速度的5~10倍之多,因此在数控加工技术普及到模具制造过程中时,高速切削技术被高度重视。用高速铣削机床对大中型模具进行加工的精度可以达到0.01mm,高速切削技术的进给速度和换刀时间能够保证加工模具的质量,从而提高产品的市场竞争力。

3、数控加工技术的运用可实现模具制造生产的网络化和智能化

随着我国市场经济体制的变革,计算机软硬件建设和网络应用的水平越来越高。对于模具制造行业而言,其中的虚拟设计和敏捷制造技术显得非常必要。对数控装备进行信息化、智能化和网络化的改造,将从很大程度上解决模具制造行业对生产线、制造系统、制造企业实现信息集成的需求问题,同时也顺应了数控加工网络化和智能化的发展趋势。数控加工技术的智能化发展能够满足现代工业对模具制造复杂形状的要求,如空间曲面、变斜角类零件等,若无法通过传统的模具加工工艺完成,就可以根据数控技术智能化的特点,利用CAD/CAM等软件先进行自动编程,之后再运用网络将数据传输给数控机床进行相应的加工。数控机床的智能化和网络化编程效率极高,精度准确,出错率极低,能够提高模具的制造质量及生产效率。

对数控机床进行网络控制和调试可以使机床具有更大的柔性空间和可控度,网络化系统也可使数控机床实现异地操作,达到动态调试和监控机床正常运转的目的。随着数控机床网络化、智能化程度的日益提高,各种相关资源和先进技术得以共享,使模具制造行业达到了一个新的高度,大大促进了模具制造业的发展。智能化的数控机床可实时监控加工进度,自动选择和调节加工工艺参数及放电间隙,从而提高了加工效率、精度和自动化程度。由此可见,数控技术的运用可以实现模具制造生产的网络化、智能化和自动化,大幅度提高生产效率和模具加工质量,解决加工复杂模具的难题。

4、在模具制造中应用数控加工技术的作用

4.1加工精度的提高确保了产品质量

传统加工技术工艺落后、不成熟,导致产品质量粗糙、废品率极高,不能满足现代生产生活中对模具高精度和形状复杂度的要求。而数控技术的实现是通过数字化信息系统,结合多种先进软件,在程序的运行操作过程中输入精确的数字信息来完成,这就提高了加工的精确度,使最终生产出来的模具产品质量得到保证。

4.2拓宽了加工范围

在模具制造过程中运用数控技术,能够解除传统加工工艺对模具加工材料和模具形状、规模的限制。利用数字控制装置部分(由驱动单元、进给单元、主轴电机和进给电机等组成),整个驱动装置就能够实现多点多坐标的联动,从而完成模具生产的各项复杂工作,可以使如汽车覆盖件模具、压铸模具、大型塑料模具等的大规模复杂曲面的加工精度达到0.01mm,满足了现代模具制造对模具精度的要求,同时还大大扩展了加工范围,难加工的材料、形状复杂质地薄脆的材料以及贵重金属材料的模具加工都可以通过数控电加工机床完成。

4.3降低了劳动强度

数字信息化技术的采用,大大提高了数控机床的数字化程度,相较于传统的机床加工而言,不但大幅度降低了劳动强度,而且提高了生产效率。在自动化技术的前提下,生产加工一体化进行,形成了流水线的生产模式,各个部分的操作人员只需要按步骤和标准要求操作即可,从而节省了人力成本,降低了劳动强度,缩短了生产周期,促进了模具生产企业经济效益的提高。

4.4数控加工技术人员具有更加专业的水平

数控加工技术对操作人员有很高的专业要求,需要操作人员掌握相关的计算机基础知识和机床的机械原理等。在现代数控模具制造业中,技术人员需要掌握的数控加工语言有ATL语言和NC语言。只有选拔具备相关专业技术知识和操作经验的技术人员来从事数控加工工作,才能够不断推动数控加工技术在模具制造加工中的应用,降低操作错误率。所以相较于传统的模具制造加工人员,数控加工技术人员具有更加专业的水平,更能推动模具制造行业的快速发展。

5、结语

综上所述,计算机软硬件技术、数字信息化控制技术的不断发展和其在当代模具制造过程中的不断深化运用,都使模具的加工质量、加工精度、生产效率得到大幅度提高。同时,数控技术运用到模具制造过程中还可以有效缩短模具的生产周期,降低劳动强度、生产成本和废品率,从而提高了模具产品的市场竞争力。由此可见,数控加工技术在模具制造行业中起到了举足轻重的作用,成为模具先进制造技术不可或缺的一部分。数控技术的运用推动了整个模具制造行业的发展,扩大了企业的生产规模,有利于现代企业的生产和发展。


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